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血球计数板发展概述(一)

2020.4.14

引言

血球计数板作为医生和生物学家的必备工具已经有超过100年的历史,它最初被医生用来研究病人的血液样品,并由此开创了“血液学”这个研究领域。在十八世纪和十九世纪早期,血球计数板经历了一系列的重大发展。Jack David Davis在论文“The Hemocytometer and Its Impact on Progressive-Era Medicine”中对血球计数板的发展历程做了详细介绍[1]。在此我们为大家提供Davis论文的简介,以期广大读者能够了解血球计数板的前世今生。

血球计数板的发展

1852年,德国科学家Karl Vierdordt (1818-1884)发明了第一个精确计数红细胞的方法。他使用内径和长度分别为0.1-0.2 mm和5-8 mm的毛细管吸取血液样品;在样品加载到毛细管之后,就可以通过测量毛细管内径和样品长度来获得精确的样品体积;之后将血样涂到包被了蛋清的玻璃板上并晾干;最后使用配备刻度目镜的显微镜对细胞进行计数。虽然这种方法费时费力,但可以获得非常精确的计数结果。

二十二年后的1874年,Louis Charles Malassez (1842-1909)发明了一种新的细胞计数方法。如图1所示,他将扁平的毛细管粘合到玻璃板上作为计数室。玻璃板上带有标尺,可以将毛细管长度转换为样品体积。通过计数毛细管中红细胞的数量,再乘以稀释倍数就可以获得细胞浓度[1, 2]。

图1. Louis Charles Malassez设计的毛细管细胞计数仪

1875年,Georges Hayem (1841-1933)发明了另一种计数板。他在玻璃板上粘上一块0.2 mm厚,带有直径1 mm孔洞的玻璃片(如图)。一滴血样直接加到孔里,然后盖上盖玻片。接下来使用带有标尺(0.2 mmX0.2 mm)的显微镜进行细胞计数,结合孔洞高度(0.2 mm)就可以计算获得细胞浓度(图2)。由于样本的加载没有通过虹吸作用,细胞的分布并不均匀。虽然Hayem制造并销售了他的产品,但因为准备步骤的繁琐和存在计数一致性较差的问题而没有获得广泛接受 [1, 2]。

图2. George Hayem设计和制造的细胞计数板

1877年,William Gowers (1845-1915)改进了Hayem的计数板,简化了计数方法。因为之前的计数方法需要特殊的显微镜(带有校准过标尺的目镜),使用非常不方便。William与Hawksley合作发明了第一个直接在玻璃板上带有标尺的计数室。标尺设计成0.1 mmX0.1 mm的方格,计数室厚度是0.2 mm,由此可精确确定样品体积以及细胞浓度(图3)。1906年,William将标尺优化为0.1 mmX0.2 mm的长方格。但因为没有在行业期刊上发表,William的计数板也没有获得广泛接受 [1, 2]。

图3. William Gowers设计和制造的细胞计数板

接下来的改进由Richard Thoma (1847-1923)在1881年完成,主要是计数室高度的定型和网格的增加。他首先将一块中间有11 mm直径圆孔的玻璃片粘贴到玻璃板上,然后在圆孔中央再粘上一块直径5 mm的玻璃圆片。外层玻璃片比内层玻璃片厚0.1 mm,因此自然形成了一个高度为0.1 mm的计数室。玻璃板底部中央1 mm2的区域被划分成16个中方格,每个中方格再分为25个小方格;每个中方格的大小是0.25 mmX0.25 mm (图4)。这种计数板由卡尔蔡司公司和耶拿公司制造。

图4. Richard Thoma和卡尔蔡司公司联合设计和制造的细胞计数板

1884年,俄国科学家Sergei Alferow设计了新型的计数板。Alferow的计数板通过两条平行的沟槽将计数室与板分开。计数室的高度通过四个带刻度的螺丝控制,样品通过虹吸作用加入计数室,以增加细胞在计数室中分布的均一度 (图5)。Alferow是第一个对计数板中细胞进行显微拍照的人。他将照片投射在带有刻度的玻璃板上,再用铅笔将每个细胞标识和计数。他相信他的方法能得到更准确的结果,因为显微照片是计数板中细胞状况最真实的记录 [1, 2]。

图5. Sergei Alferow设计和制造的细胞计数板



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